燃烧的现象去哪儿了——九年级人教版上册燃烧条件的探究之实验剖析

毛思哲 蒲丽丽

燃烧的现象去哪儿了
——九年级人教版上册燃烧条件的探究之实验剖析

毛思哲1蒲丽丽2

（12安徽省蚌埠市第九中学安徽蚌埠233000）

在初中化学课堂教学中化学实验是学生学习化学的重要动力之一，明显的化学实验现象不但激发学生的学习兴趣更能对化学概念的建立与理解起到很重要的作用，文章分析了人教版九年级化学上册燃烧条件的探究中实验现象不明显，看不到火焰的原因，讨论了怎样做好这个实验，看到燃烧的火焰。作者使用数字化“手持技术”，分析阴燃的原因，从理论及实验的方法上加以改进，收到良好的实验效果。

燃烧条件；数字化传感器；着火点；温度

学生实验活动：燃烧的条件是初中化学教学中的重要实验。初中化学教材人教版上册《化学》的第七单元实验活动3，该实验教材中设计了3个实验证明燃烧的三个条件即：可燃物，与氧气充分接触，温度达到着火点。其中第二个实验，取一小块乒乓球碎片和滤纸碎片，分别用坩埚钳夹住，放在酒精灯的火焰上加热，观察；再从乒乓球和滤纸碎片各剪下一小片（同样大小）分别分开放在一块薄铜片的两侧，加热铜片的中部，观察现象。如图1：实验的目的是证明物质燃烧的三条件之一，物质燃烧所需温度必须达到该物质的着火点，设计的理想实验现象应该看到乒乓球碎片燃烧，滤纸碎片不燃烧，滤纸部分变色。但是我们并未看到乒乓球碎片燃烧的现象，那燃烧的现象去哪了？

首先，我们来看一下乒乓球的材质，目前标准比赛用乒乓球已改用醋酸纤维素塑料材质，醋酸纤维素的着火点在200℃左右，热变形温度为（在453KPa应力下）43～98℃，测得180℃左右熔化未燃烧。原来硝化纤维塑料（赛璐珞）材质的乒乓球应该是教材设计实验所使用的材质。

其次，当我们实验使用赛璐珞材质的乒乓球进行实验时发现，大约67℃时赛璐珞冒烟闻到刺鼻的气味，留下黑色物质，发生了阴燃，那么为什么没有看到燃烧的火焰呢？我们先了解一下阴燃，很多固体物质，如纸张、锯末、纤维织物、纤维素板、胶乳橡胶以及某些多孔热固性塑料等，都有可能发生阴燃，特别是当它们堆积起来的时候。阴燃是固体燃烧的一种形式，是无可见光的缓慢燃烧，通常产生烟和温度上升等现象，它与有焰燃烧的区别是无火焰。这就要说到乒乓球的材质赛璐珞，它由硝化棉（74%）、樟脑（24%）、乙醇和水（2%）组成，其自燃点180℃，燃点125℃。赛璐珞（硝化纤维素）在80～90℃时就会软化，在100℃时就开始分解，150～180℃时自燃。不同材料制成的滤纸着火点是不同的，一般滤纸的着火点在220℃左右。

图1 教材实验

我们使用数字化高温传感器对乒乓球碎片在铜片上加热做了温度测量，将乒乓球碎片放置在铜片正对酒精灯火焰的正上方如图2，加热时只看到冒灰烟，最后留下黑色固体，测量的温度在119℃左右，就是说乒乓球的材质已经发生了分解与阴燃，我们用燃着的火柴可以点燃乒乓球冒出的刺鼻的烟，但是当把铜片加热一段时间后再放乒乓球碎片发现，乒乓球碎片出现了有火焰的燃烧现象。燃烧时测量温度在226℃。说明先放乒乓球碎片后加热的方式，由于乒乓球碎片长期在低温区60℃－90℃使其阴燃时间过长，没有看到火焰，阴燃就将乒乓球碎片燃烧殆尽了。教材描述中将乒乓球碎片直接先放在铜片上，后加热的方式，基本上是看不到火焰的。由于要对乒乓球碎片与滤纸碎片的着火点进行比较，所以乒乓球碎片不可能放在铜片正中心，乒乓球碎片放的位置也要注意，与火焰的中心的距离温测量如图3：铜片中心温度最高260℃，中心为直径2厘米圆，1处向外延申1厘米，2、3处依次延伸1厘米，利用数字化传感器对中心以及1，2，3处温度进行测量，所得图像及数据如图4，最高点分别对应中心以及1，2，3处的最高温度，低谷是间隔测量时对感应器进行冷却所得数据。中心以及1，2，3处测量的结果最高温度约为260℃，215℃，170℃，114℃。实验证明，在3处无论铜片加热时间再长，实验的结果都是阴燃，看不到燃烧的现象。综上所述，这个实验看到乒乓球碎片燃烧，滤纸不燃烧的现象最佳的实验方案是：先点酒精灯加热铜片一段时间后，同时放大小相仿的乒乓球碎片和滤纸碎片在1—2处，就能达到理想的实验效果了。

1008-0546（2015）09-0094-01

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10.3969/j．issn．1008－0546．2015．09．031